3 / 10
Оптимизация параметров аэрокосмической системы с помощью CFD-моделирования
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017 3
Как видно на рис. 2, двухступенчатая система существенно луч-
ше одноступенчатой, система с воздушным стартом — лучше систе-
мы с наземным стартом (в качестве критерия оптимальности взято
отношение массы полезной нагрузки к сухой массе). Исходя из этого
была выбрана концепция двухступенчатой ракетной системы с воз-
душным стартом при принятой стартовой массе 120 т.
Разработка аэрокосмической системы.
Методология исследо-
ваний основана на обобщении и анализе расчетно-теоретического
научно-технического задела, накопленного в ЦАГИ в данной обла-
сти, в том числе в сфере авиационно-космических систем многоразо-
вого использования, а также на дополнительных расчетных исследо-
ваниях с использованием комплексов вычислительных программ,
разработанных в ЦАГИ.
Сформирован облик двух вариантов дозвукового самолета-носи-
теля — на базе самолета Ил-76 и проекта ЭМЗ им. М.В. Мясищева —
самолета М-60. Основные данные двухфюзеляжных самолетов-носи-
телей (табл. 1) получены с использованием характеристик исходных
самолетов и эмпирических формул для масс отдельных элементов.
Масса топлива для дозвукового самолета-носителя на базе самолета
М-60 составляет 50 т, на базе самолета Ил-76 — 27 т. В первом слу-
чае взлетная масса аэрокосмической системы составляет 348 т, во
втором — 330 т.
Таблица 1
Массовые характеристики дозвукового самолета-носителя, т
Параметр
M-60
Ил-76
Взлетная масса (max)
348
330
Сухая масса
174
180
Полезная нагрузка
120
(34,5 %)
120
(36,4 %)
Посадочная масса
176,8
182,8
При формировании облика летательного аппарата существенное
значение имеет выбор типа топлива. Известно, что с точки зрения
обеспечения наибольшей массы полезной нагрузки на последней ра-
кетной ступени следует использовать топливо с наивысшим удельным
импульсом. Поэтому на ВКС применено водородно-кислородное топ-
ливо (рис. 3). Применительно к гиперзвуковому самолету-разгонщику
рассмотрены три типа альтернативного топлива — на основе кероси-
на, жидкого метана и жидкого водорода (окислитель — жидкий кис-
лород).